Commande numérique pour montée/descente d'outil

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Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  napo7 le Mer 3 Avr 2013 - 9:54

Suite au sujet initial lancé par diomedea sur l'amélioration de sa rabot/dégau, à laquelle il souhaitait ajouter une motorisation de la montée de la table de rabotage, j'ai proposé d'apporter mon aide pour concevoir un dispositif de numérisation :

Je résume donc mon idée :

Objectif : Faire un boitier qui piloterai la montée/descente d'un outil.
Comment : Remplacer l'action utilisateur sur la manivelle par un moteur

Le cahier des doléances :
  • Affichage de la position actuelle sur un écran (LED ou LCD)
  • Utilisation d'un moteur pas à pas bipolaires (les plus courants/ les moins cher), peut être de récupération
  • Boutons pour : monter, descendre, changer de résolution (je monte de 0.1mm, 0.5mm, 1mm, 2mm, etc...),
  • Bouton pour Remise à Zéro (aussi appelé changement de référence)
  • Mettre en mémoire X positions (entre 1 et 10 ?)
  • Pouvoir utiliser le même montage sur plusieurs machines sans avoir à adapter le montage (par une procédure de calibration), quel que soit le moteur


A mon sens, il sera plus facile d'utiliser un écran LCD : avec les micro-contrôleurs actuels, ils sont faciles à piloter et permettent d'afficher une grande quantité d'informations : les écrans 2x16 caractères (deux lignes de 16 car.) sont très répandus, avec un grand choix de coloris (fond vert, bleu, orange, écriture noire, blanche,...), et peu coûteux.

Les moteurs PAP (pas à pas) sont faciles à trouver. On peut en récupérer sur les vieilles imprimantes à aiguilles, probablement aussi sur d'autres appareils ! Ceux des vieilles imprimantes sont probablement suffisamment coupleux pour remplacer l'action de l'homme.
Si le moteur récupéré n'est pas assez puissant, il est possible de le démultiplier pour résoudre le problème, au détriment d'une montée/descente plus lente...

L'idée est de partir avec des composants facilement accessibles, et que n'importe qui puisse assembler son "kit", pour l'adapter ensuite lui-même à sa machine.

J'ai lancé ce sujet car j'ai les compétences en électronique pour assurer toute cette partie (calcul des composants, programmation des micro-contrôleurs). Je compte sur vous pour apporter vos idées/besoins afin que le projet soit aussi complet que possible, et puisse convenir à tout le monde !

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  napo7 le Mer 3 Avr 2013 - 10:02

Un exemple d'écran LCD bleu/blanc :

On trouve des modèles comme cleui-ci pour moins de 2 euros sur Ebay.

Un moteur pas à pas ressemble à ça :

Un modèle avec un couple de maintient de 4Kg coûte moins de 15 euros. On en trouve dans les vieilles imprimantes.

La carte à micro-contrôleur, une "arduino":

Elle a l'avantage d'être disponible à bas coût, et programmable avec des langages accessibles (langage C).
De plus, elle ne nécessite pas, contrairement à d'autres micro-contrôleur, de câble spécial pour être programmée : on peut la brancher en USB sur un PC équipé de windows/mac/linux pour injecter le programme dedans !
Cette carte coute moins de dix euros.

A cela, il faut rajouter une "interface" entre le micro-contrôleur et le moteur : le micro-contrôleur n'étant pas capable de fournir assez de courant pour faire tourner le moteur... Une telle interface coûte 3 €.

Quelques boutons poussoirs, une alimentation, et on a tout !

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  meles le Mer 3 Avr 2013 - 10:37

Bonjour,
voila un sujet que je vais suivre avec intérêt car l'arduino me fait de l’œil depuis un moment. N'hésites donc pas à être didactique Very Happy

En plus, ce sera d'autant plus intéressant que ça permet plein d'applications (table de def par exemple)

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  diomedea le Mer 3 Avr 2013 - 11:42

Bonjour à tous
Très intéressant! bounce
Je suis assez étonné du cout relativement faible des composants...
Dans mon cas, l’idéal serait d'entrainer l'arbre du volant via une courroie crantée, ou pourquoi pas une chaine. J'avais penser à conserver le volant en secours, en l'équipant un système d’embrayage.
Pour info: Un tour de volant = 2mm de levée.

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  napo7 le Mer 3 Avr 2013 - 11:47

meles a écrit:Bonjour,
voila un sujet que je vais suivre avec intérêt car l'arduino me fait de l’œil depuis un moment. N'hésites donc pas à être didactique Very Happy
L'idée serait surement de ne pas polluer le forum avec du "code" car ca n'est pas l'objet du forum, mais peut etre de partager le code sur un "github" ou similaire Wink

meles a écrit:
En plus, ce sera d'autant plus intéressant que ça permet plein d'applications (table de def par exemple)
Tout a fait, c'est ce pour quoi je suis resté générique dans mon titre : ça pourra sans problème s'adapter à une table de défonçeuse Wink


diomedea a écrit:
Je suis assez étonné du cout relativement faible des composants...

J'ai pris pour exemple des composants achetés directement en chine...
On peut envisager des commandes groupées pour ceux qui ne souhaitent pas s'embetter avec des achats à l'étranger... Peut etre que je pourrais aussi fournir un kit "all inclusive" pour ceux qui n'y connaissent rien et qui ne souhaitent pas s'embetter avec la technique Wink

diomedea a écrit:
Dans mon cas, l’idéal serait d'entrainer l'arbre du volant via une courroie crantée, ou pourquoi pas une chaine. [...]
Pour info: Un tour de volant = 2mm de levée.

Dans le programme, j'imagine un menu "calibration" : "X impulsions de moteur = 1mm de montée" : ainsi, on pourra calibrer précisémment le mécanisme, et aussi l'adapter à tous les usages !

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  meles le Mer 3 Avr 2013 - 11:55

napo7 a écrit:
L'idée serait surement de ne pas polluer le forum avec du "code" car ca n'est pas l'objet du forum, mais peut être de partager le code sur un "github" ou similaire Wink

Une balise code existe sur le forum, si les sources ne font pas 1000 lignes, on devrait pouvoir poster quelques exemples ici. Sinon, en PJ sur un fichier texte, c'est léger.
Au pire sur une github effectivement, mais je n'ai pas l'habitude de ce genre d'outils (cela dit, tout s'apprend).

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  diomedea le Mer 3 Avr 2013 - 11:55

napo7 a écrit:Dans le programme, j'imagine un menu "calibration" : "X impulsions de moteur = 1mm de montée" : ainsi, on pourra calibrer précisémment le mécanisme, et aussi l'adapter à tous les usages !
Yapluka!

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  diomedea le Mer 3 Avr 2013 - 11:57

meles a écrit:Une balise code existe sur le forum, si les sources ne font pas 1000 lignes, on devrait pouvoir poster quelques exemples ici. Sinon, en PJ sur un fichier texte, c'est léger.
Au pire sur une github effectivement, mais je n'ai pas l'habitude de ce genre d'outils (cela dit, tout s'apprend).
Ça y est, j'comprend pu rien... scratch
Bonjour meles Very Happy

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  napo7 le Mer 3 Avr 2013 - 12:45

Avant de "tailler dans le dur", est ce qu'on peut dire que le cahier des charges posé plus haut est suffisamment exhaustif ? C'est à dire que les fonctions présentées sont suffisantes ?

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  jmf le Mer 3 Avr 2013 - 12:46

c est qui gitub ca m interesse aussi mai j ai deja decroché a la premiere reponse!!!! What a Face jmf

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  napo7 le Mer 3 Avr 2013 - 12:51

"github" est un site de partage de code source.
C'est en quelques sorte un site sur lequel un ou des développeurs peuvent sauvegarder le/les logiciels qu'ils ont créés, et les personnes intéressées par ce logiciel peuvent le télécharger.
Les avantages sont multiples : plusieurs développeurs peuvent travailler sur le même logiciel, les intéressés sont certains de toujours avoir la dernière version, etc...

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  jmf le Mer 3 Avr 2013 - 12:55

p......n!!! j arrive meme pas a mettre une photo sur le site!!!!!! alors je vais continuer de regarder sans rien dire parce que je vais vous saouler avec mes questions!!! jm

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  diomedea le Mer 3 Avr 2013 - 13:00

jmf a écrit:p......n!!! j arrive meme pas a mettre une photo sur le site!!!!!!
Voir ici Arrow

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  jcl le Mer 3 Avr 2013 - 18:06

http://www.eaglelakewoodworking.com/post/The-PowerLift-has-Arrived.aspx

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  napo7 le Mer 3 Avr 2013 - 18:16

J'ai aperçu ce produit dans ma recherche de solutions existantes.

A mon sens, l'idée serait de commencer une première version, proche de ce produit commercial, sans la pédale permettant la "plongée en live".

Une fois cette première version réalisée, la plongée ne sera qu'une formalité Wink

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  Steph53 le Mer 3 Avr 2013 - 19:13

C’est clair l’artillerie lourde est sortie, un microprocesseur pour piloter un moteur…
JP, tu as raison de garder un volant de secours car l’électronique c’est hyper fiable.
Vous me calculerez le MTBF en plus… (mean time between failures).
Je vais suivre le fil avec grand intérêt. Car je suis resté vielle école avec mes portes, mes bascules D et compteurs…

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  meles le Mer 3 Avr 2013 - 19:26

napo7 a écrit:Avant de "tailler dans le dur", est ce qu'on peut dire que le cahier des charges posé plus haut est suffisamment exhaustif ? C'est à dire que les fonctions présentées sont suffisantes ?
napo7 a écrit:
Le cahier des doléances :
  • Affichage de la position actuelle sur un écran (LED ou LCD)
  • Utilisation d'un moteur pas à pas bipolaires (les plus courants/ les moins cher), peut être de récupération
  • Boutons pour : monter, descendre, changer de résolution (je monte de 0.1mm, 0.5mm, 1mm, 2mm, etc...),
  • Bouton pour Remise à Zéro (aussi appelé changement de référence)
  • Mettre en mémoire X positions (entre 1 et 10 ?)
  • Pouvoir utiliser le même montage sur plusieurs machines sans avoir à adapter le montage (par une procédure de calibration), quel que soit le moteur


Ben, c'est déjà copieux, non ?
Quelques idées en vrac
Plutôt que de changer la résolution pour monter plus ou moins vite, est qu'un potard (ou un encodeur, voire même un pap utilisé en génératrice pour faire des impulsions) ne serait pas intéressant, on tourne lentement, ça monte lentement, on tourne vite, ça dépote ?

Puisque qu'on envisage une origine flottante (RAZ), est qu'il ne serait pas intéressant d'avoir la possibilité d'entrer une valeur, de valider et ça va tout seul a ce qu'on a décidé ? Genre, j’amène la fraise au niveau de la table, je RAZ. Je veux un rainure de 10 mm de profondeur, je rentre 100 (en 1/10 de mm) et ça monte tout seul la fraise de 10 mm ?

Vu la longueur d'une fraise, au pire, on devra rentrer 1000 !

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  napo7 le Mer 3 Avr 2013 - 20:59

Steph53 a écrit:C’est clair l’artillerie lourde est sortie, un microprocesseur pour piloter un moteur…
Car je suis resté vielle école avec mes portes, mes bascules D et compteurs…

C'est pas un microproc c'est un microcontroleur Wink
Je te charie, mais effectivement, ces µC sont arrivés à un coût où les circuits discrets ne peuvent plus rivaliser !
J'ai aussi connu les bacsules D, JK, compteurs et autres joyeuseutées TTL & CMOS, je suis issu d'un bac "anciennement F2" Wink

Concernant la fiabilité, je suis plutot confiant : j'ai un arduino qui tourne 24/24 dans ma maison pour relever mon compteur EDF, et ce depuis presque 3 ans: son taux de service est de 100% Wink

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  Antoine le Mer 3 Avr 2013 - 21:44

Les "anciennement F2" travaillent maintenant avec ce type de matos. D'habitude ça me passionne pas, mais là c'est intéressant !

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  Jean-Pierre le Jeu 4 Avr 2013 - 14:27

Bonjour Napo7,

Je vais aussi suivre ce fil avec grand intéret pour le coté découverte électronique appliquée et pour ma future table de défonceuse. study

@meles : ne nous embrouille pas avec tes mots savants jesors

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  meles le Jeu 4 Avr 2013 - 16:35

Jean-Pierre a écrit:@meles : ne nous embrouille pas avec tes mots savants jesors
Jean-Pierre

Lesquels ? scratch


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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  ElCroco le Jeu 4 Avr 2013 - 16:41

Et un curieux de plus ! Perso, je suis un ancien électronicien, doublé d'un informaticien, donc je pense à ce truc depuis la première machine que j'ai approché ! Effectivement, j'avais un œil sur Arduino qui permet ce genre d'automatisation à peu de frais, mais manquait de temps et j'apprécie beaucoup que Napo7 se lance !

Je propose aussi mes services pour les revues de code et QA... Je suis maniaque à 100% et j'ai longtemps travaillé dans les automatismes, donc j'ai un peu d'expérience sur les risques à relever...

A bientôt !

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  chado le Jeu 4 Avr 2013 - 17:47

Bonjour

Je suis comme Jean-Paul, étonné du coût très faible des composants et des cartes.
J'ai plein de moteur pas à pas récupérés qui dorment quelque part.
Je vous enverrai des photos et vous me direz si il peuvent servir pour ce projet ou si ils peuvent être jetés.
Dans le premier cas, je les donnerai.

Amicalement
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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  napo7 le Jeu 4 Avr 2013 - 21:12

Peut etre que dans un premier temps, on peut expliquer à ceux qui sont un peu loin de l'électronique ce qu'est un "Arduino" :

L'arduino, comme vous l'avez compris, est avant tout un micro-contrôleur. En bon françois de chez nous, cela signifie que c'est un "circuit" qui intègre tout ce qu'il a besoin pour fonctionner :
  • de la mémoire dite "ROM", dans laquelle nous stockerons un programme,
  • de la mémoire vive, dite "RAM", qui servira de "papier brouillon" ou de "bloc-notes" à notre programme,
  • de la mémoire dite "EEPROM", qui servira à stocker des réglages, et d'autres choses, quand le circuit est éteint,
  • des entrées/sorties, afin que notre programme puisse interagir avec le monde extérieur.

Il y a bien sur d'autres détails sur lesquels je ne passerai pas, mais ces trois points sont les plus importants.

Pour parler de chiffres, nous pouvons retenir que l'Arduino UNO (eh oui, il en existe plusieurs modèles, le Mega, le Due, le Leonardo,etc...) propose en tout 20 entrées/sorties, 32 Ko de ROM (pour stocker notre programme), 2 Ko de RAM et 1 Ko d' EEPROM

Certains auront remarqué que 32 Ko pour stocker un programme, cela peut paraître faible. Ça n'est évidemment pas comparable à la mémoire utilisée par nos PC, car ici, le circuit n'aura rien d'autre à faire que ce pour quoi on le destine (lire des entrées, agir sur des sorties, afficher une information sur un écran LCD, un voyant, attendre, etc...). Ça permet donc déjà de mettre au point des fonctionnalités très avancées !
Pour schématiser un peu, on pourrait presque dire que chaque instruction (regarde l'état d'une broche, d'un bouton, active une sortie, etc...) n'occupe que 2 à 4 octets de mémoire. Partant de la, on peut déduire que 32768 Octets de mémoire "ROM" (=32Ko) permet de stocker entre 8000 et 16000 instructions Wink

En ce qui concerne les entrées/sorties, nos 20 E/S ne seront pas toutes disponibles, mais toutes ne seront pas occupées non plus :
Pour piloter un écran LCD (de deux lignes de 16 caractères par exemple), nous avons besoin de 6 sorties. Il nous restera donc 14 broches pour les autres usages.
Piloter notre moteur pas à pas nous demandera 4 sorties. Cela nous amène à 10 E/S
Chaque bouton poussoir consommera une seule entrée. Si nous partons du postulat des boutons suivants : "+", "-", "Menu", "Retour", "Zéro", et un bouton d'arrêt d'urgence, nous avons consommé 6 Entrées. Il nous reste donc 4 E/S. On pourrait même se payer le luxe de deux boutons "Résolution +" et "Résolution -" en supplément !

Voici comment nous avons presque occupés nos 20 E/S !

Notez que si une de ces dimensions venait à se révéler trop juste (ROM par exemple), il existe des Arduino plus costaud, disposant de plus de mémoire, ainsi que de plus d'E/S (le MEGA par exemple), et ceux-ci ne sont pas beaucoup plus coûteux !

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

Message  diomedea le Jeu 4 Avr 2013 - 21:25

Jusqu'ici, tout va bien! cheers

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Re: Commande numérique pour montée/descente d'outil

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